摘要：基于势能法建立了微线段齿轮啮合刚度计算模型。通过与有限元分析(FEA)方法的对比,证明了势能法与有限元方法趋势吻合,验证了此模型的正确性;且结果表明,势能法计算可精确到微线段齿轮的设计精度,避免了有限元方法计算中各类网格参数设置的繁琐过程及其引起的精度误差。本文利用该模型对微线段齿轮单齿和一对齿轮啮合刚度进行了计算,研究了微线段齿轮的单齿及综合啮合刚度。结果表明:微线段齿轮由于其压力角从齿顶到齿根先增大后减小,单齿刚度在轮齿节圆处出现最小值;靠近齿根处的刚度值增大较快;综合啮合刚度分析结果与有限元分析结果趋势吻合,证明了该方法的正确性。该模型为微线段齿轮刚度计算提供了一种更简便的理论计算方法,也为微线段齿轮动力学方面的研究提供了一定条件。

摘要：剥落故障发生时,齿轮啮合刚度变化引起的振动响应特征是实现齿轮故障诊断的重要依据。针对剥落故障对轮齿时变啮合刚度的影响,提出将势能法应用于计算剥落故障齿轮时变啮合刚度的模型。分析了故障长宽厚参数对其时变啮合刚度的影响,得出沿轴向的宽度参数对啮合刚度下降影响最为明显,厚度参数影响最小;通过势能法中5要素对比,分析出赫兹刚度和基体柔性变形刚度是影响剥落故障时变啮合刚度的关键因素,为快速求解故障刚度提供新途径。

摘要：时变啮合刚度(TVMS)是齿轮系统动力学研究中的重要参数变量之一,准确地模拟计算TVMS,对分析齿轮传动系统的振动、噪声等相关动力学性能响应指标至关重要。根据渐开线齿轮的啮合运动方程和几何位置关系,提出一种基于几何学和势能法作用的直齿轮副TVMS精确建模方法;实时、有效地分析标准渐开线齿廓的啮合极限边界条件,并结合势能法构建TVMS由物理模型向数学模型转变的计算分析模型;通过数值计算法精确地计算直齿轮副的TVMS,并进行了有限元验证及举例应用。研究表明,在满足齿轮设计承载容许范围内,应合理选取齿宽和轴径尺寸,且可通过两者进行TVMS的小幅度调整而实现刚度优化作用和提高转子系统抗挠度性能等,为后期进行齿轮系统动力学计算作基础性应用研究。

摘要：齿轮传动作为机械传动的重要组成部分,在实际应用中起到传送运动和力的作用。而渐开线直齿圆柱齿轮作为齿轮的一类,具有传动性能稳定、抗冲击力强等优点,在农业机械中应用十分广泛。在渐开线直齿圆柱轮单双齿啮合传动过程中,由于弹性变形而引起的刚度激励是齿轮产生噪声和振动的主要来源,因此,有必要对其啮合刚度进行分析计算,为农业机械优化设计提供理论基础,并进一步增强研究的针对性。为更好地研究圆柱齿轮啮合刚度,笔者以果树育苗机为例,充分利用材料力学和弹性力学方面的知识,应用势能法计算出圆柱齿轮啮合刚度,以此确保农机产品的设计质量和效率。

摘要：时变啮合刚度是齿轮动力学设计与分析中至关重要的参数,而充斥啮合齿面的润滑剂会改变齿轮接触特性,影响时变啮合刚度。同时,小模数齿轮副的中心距极小,其啮合角、重合度与啮合刚度等对中心距误差非常敏感。针对脂润滑与中心距误差对小模数齿轮接触的影响,该研究基于弹流脂润滑理论,推导了油膜承载刚度的计算公式;结合势能法,构建了脂润滑齿轮的时变啮合刚度计算模型,研究了转速、黏度对脂润滑齿轮啮合刚度的影响规律。研究结果表明:脂润滑小模数齿轮的二次压力峰与膜厚紧缩现象明显,其位置随着载荷的增加向出口偏移;充斥啮合齿面之间的润滑油膜通过增大接触面积,从而强化小模数齿轮的时变啮合刚度;相反,中心距误差的增加会弱化齿轮副的时变啮合刚度;油脂黏度可以增加油膜对齿轮副啮合刚度的强化作用,但齿轮转速的上升会弱化脂润滑齿轮的啮合刚度。

摘要：高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度设计的基础,由于是多齿啮合,齿间载荷分配非常复杂,属于静不定问题。结合现有文献,考虑了真实的过渡曲线和精确的轮齿建模,采用更为准确的齿面赫兹接触刚度计算方法,基于势能法建立了与摆线齿形相适应的单轮齿对啮合综合刚度模型,针对该齿轮副的传动特点,构建了其变形协调方程,提出了多齿啮合齿间载荷分配模型。为验证所建模型的正确性并提高仿真分析效率,在ABAQUS中利用Python脚本编程进行二次开发,实现了精确化建模、参数化分析和自动化操作,根据齿轮加载接触分析结果和基于有限元法的轮齿对受载啮合刚度计算方法,得到了不同负载转矩作用下单轮齿对、多轮齿对的啮合综合刚度和轮齿啮合力。对比表明,计算结果趋势吻合、数值接近,验证了建模分析的正确性,可为动力学分析和强度计算提供基础。

摘要：为了研究不同变位设计下斜齿轮的动态特性,以标准斜齿轮和变位斜齿轮为对比研究对象,基于拉格朗日动力学建立了斜齿轮传动系统动力学模型;采用解析法求解变位斜齿轮时变啮合刚度,分析了不同变位系数对啮合刚度的影响;将不同变位设计下的斜齿轮时变啮合刚度与动力学模型结合,分析了不同变位设计对斜齿轮系统动态特性的影响。结果表明,斜齿轮正传动修正能够减小时变啮合刚度,从而减小啮合力;负传动修正能够增大时变啮合刚度,从而增大啮合力。研究可为后续斜齿轮传动的设计和优化提供一定的参考。

摘要：针对齿向修鼓和轴向错位直齿轮副刚度激励的问题,提出了一种通用的时变啮合直齿轮副刚度的解析方法。首先,建立了直齿轮齿向修鼓与轴向错位模型,导出了轮齿副总误差计算式;然后,结合了弹性力学理论、齿接触分析(TCA)以及加载齿接触分析(LTCA),对齿向修鼓和轴向错位的直齿轮副加载状态下的啮合特征进行了计算;基于势能法以及切片理论,建立了改进的几何刚度、耦合刚度、赫兹接触刚度以及齿基刚度模型,并进一步推导了齿向修鼓和轴向错位的直齿轮副时变啮合刚度改进解析式;最后,将该方法的计算结果与有限元结果进行了对比分析,对该解析模型进行了验证,并分析了不同鼓形量与错位量对直齿轮副刚度激励的影响。研究结果表明:提出的齿向修鼓和轴向错位直齿轮副刚度计算方法的计算误差为3%,能够准确且有效地分析齿向修鼓和轴向错位直齿轮副的啮合刚度,为齿轮副传动系统的修形设计提供了理论基础。